3D プリンターを活用したモノづくりの中で，複数の部品が組み合わさって動く立体物を一回でプリントする「一体造形手法」が用いられることがある．これは，組立作業が不要なため，「時間／手間のコストを抑えながら試作検証ができる」，「入れ子構造のような複雑な形状を制作できる」等のメリットがある．しかし，造形を成功させるためには，部品間の隙間を適切に設けたり，サポート材を除去しやすい形状や出力設定を模索したりと，設計／出力時に配慮すべき点が多い．この試行錯誤には手間と時間を要するため，初心者には難しい手法であった．そこで本研究では，3D プリンターを用いた一体造形に適する機構設計を試みる．
本研究では，弾力を調整可能なコイルスプリングジョイントを提案する．径／全長／ピッチ等のパラメータをプログラム上で調整し 3D プリンタで出力することで，弾力や強度の異なるスプリングを作成するシステムを試作した．コイルスプリングを専用の連結ジョイントで繋ぐことにより，スプリングを辺とした立体構造物を作成できる．さらに，本機構の応用例の一つとして導電性フィラメントで出力したスプリングを使った押し込みセンサを試作した．
FabLab 等のファブコミュニティにおいては,ユーザは 3D プリンタ等を用いた作品だけでなく,それを他者にシェアするための手順書の作成も期待されている.しかし,こうした手順書作成の負担は大きいため,実現されないことも多い.また,画像やテキスト中心の従来の手順書では細かい手技等は表現できないため,ユーザに一定の知識や技術を暗に要求してしまう問題もある．
本研究では,スマートウォッチとスマートフォンを組み合わせることで,机上での組み立て操作を手軽に記録/編集して,動画マニュアルの作成を支援するシステムを提案する.まず,モノづくり中の組立動作を両腕に付けたスマートウォッチと机上に固定したスマートフォンで記録し,モーションデータ/動画を Web 上に保存する.次に,モーションデータを元に特徴的な動作に対して,動画に手動/自動でタグ付けを行うことで,自動的にチャプターや字幕が作成され,動画マニュアルのドラフトとして活用できる.
Shinya Aizu and Koji Tsukada, Support System for Creating Manufacturing Manual using Smart Watches, In Proceedings of the 2018 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and Proceedings of the 2018 ACM International Symposium on Wearable Computers (UbiComp ’18). pp. 323-326, Oct, 2018.[PDF]
FabNavi is a support system to capture assembling processes with videos/pictures and replaying data on (remote) tabletop. The system records works on tabletop with an overhead camera, and presents full scale videos/pictures on the tabletop (Figure 1).
Figure 1. The FabNavi system
The FabNavi system proposes visual instruction to assemble physical objects in remote places: (1) Recording the assembly processes easily, (2) Sharing these instruction on the web, (3) Replaying them on the (remote) tabletop (Figure 2).
Figure 2. Basic Concept of the FabNavi system
The system also aims to collect data of FAB processes in the real world, understand them using recognition techniques, and generate “recipes” (semi-) automatically (Figure 3).
Figure 3. Understanding FAB processes for generating recipes.
Implementation
The FabNavi system mainly consists of (1) API server, (2) Capture client, (3) Browser Client.
API Server
Running on Amazon EC2 & S3. Ready for Big data.
Capture Client
iPhone & Android Client.
Browser Client
Electron App both for Win/Mac.
Applications will be delivered on http://fabnavi.org/
Screen capture of fabnavi web app
Project Members
Core
Koji Tsukada (Associate Prof., Future Univ. Hakodate)
Koji Tsukada, Keita Watanabe, Daisuke Akatsuka, and Maho Oki, FabNavi: Support system to assemblephysical objects using visual instructions, Paper presented at Fab10, Barcelona, 2-8 July (2014) [PDF]
